120 t转炉出钢制度的优化研究

以120 t转炉为研究对象,对转炉出钢制度进行了优化,使用Gambit、Fluent软件,并结合人工计算,研究了出钢时间、优化了出钢制度。对直径160 mm出钢口出钢操作制度优化后,出钢时间约为269.4 s,较传统出钢制度降低60 s左右。同时通过计算发现,120 t转炉出钢角度不会超过102°。大幅提高转炉出钢效率,降低钢水温降,改善转炉高温出钢的问题,避免造成能源浪费。

转炉无渣出钢工艺的物理模拟

以某钢厂120 t转炉为研究对象,采用局部相似模拟,建立局部几何相似比为1∶2的有机玻璃模型,设计直径为120,140,160 mm及变径等4种出钢口,并结合平板和十字架2种内型结构出钢口进行转炉出钢模拟实验,研究出钢口直径及其内型结构对转炉出钢过程的影响,优化转炉出钢口形状。结果表明:变径出钢口的转炉出钢过程效果最佳,卷渣量为6.2个、挡渣成功率为99.4%、剩余钢水量为28.95 L;变径出钢口搭配十字型出钢口内型结构的转炉出钢过程综合效果较好,卷渣量为1.2个、挡渣成功率达99.9%、剩余钢水量最少为25.27 L,减少了转炉出钢过程卷渣,提高了钢水洁净度。

五流中间包稳态及非稳态试验

为改善国内某钢厂五流中间包流场,降低非稳态换包过程的负面影响,获得高品质洁净钢,通过水模拟试验进行稳态及非稳态换包过程的研究。试验结果表明,采用方案3的稳流器结构对该中间包稳态浇铸的流场更加有利,该试验条件下的死区体积比例为10.46%;非稳态换包过程的最佳工艺条件为换包液位350mm、充包流量12m^3/h。

两用型中间包控流装置的优化

为改善某钢厂一种六流和八流两用型连铸中间包的流场,对该中间包进行物理模拟研究。该中间包最大长宽比为13∶1,且需同时兼顾六流和八流流场的最佳性,优化较为困难。试验分别在空包及增加控流装置的情况下研究中间包内钢液流场的情况,结果表明:不添加任何控流装置的情况下,流场不稳定,近流(第3流和第4流)水口有短路流现象;在增加了稳流器以及4种不同的挡墙的情况下,通过水力学模拟试验确定方案二能够得到最佳的流场,其响应时间的分散度分别为14. 8,10. 5,平均停留时间的分散度分别为17. 5,34. 7,死区体积分别为4. 1%,7. 6%。合理的挡墙优化方案(导流孔的位置和角度的改变),可以有效改善中间包的流场。

吹气情况下异型坯结晶器水口结构的物理模拟

为改善某钢厂异型坯结晶器的流场,以此钢厂异型坯连铸结晶器为原型进行物理模拟研究,并优化其水口结构。试验主要以不同吹气情况下的流场显示、波高测量、电导率测量来研究不同水口结构对结晶器流场的影响以及不同水口结构下结晶器流场的变化规律。结果表明,底孔直径为17mm、吹气量为3L/min的试验条件下结晶器液面波动情况更佳,结晶器内有更好的粒子和墨水流场,这在实际生产中有利于结晶器内温度和成分的均匀,有利于形成良好凝固坯壳,且浇铸过程中不容易产生卷渣。